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2015年01月

骨盆髋臼骨折述评
利用3D打印技术辅助治疗陈旧性骨盆骨折

吴新宝


吴新宝. 利用3D打印技术辅助治疗陈旧性骨盆骨折. 中华创伤骨科杂志,2015,17(1):10-12. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-7600.2015.01.004


陈旧性骨盆骨折的手术治疗对任何一个创伤骨科医生都是严峻的挑战,由于陈旧性骨盆骨折的发生率较低,相关文献报道也少。骨盆骨折后畸形通常为复杂的三维畸形,包括短缩畸形以及在不同平面上的旋转畸形。对于陈旧性骨盆骨折复杂的三维畸形,常规的影像学检查可能已经无法满足术前规划的需要。3D打印技术则为医生提供了更多的选择。

基于影像学检查数据,3D打印技术可以为医生提供与实体相同尺寸的模型,使术前计划更为直接和准确。目前尚无3D打印技术应用于陈旧性骨盆骨折的报道,本文采用3D打印技术对20余例陈旧性骨盆骨折患者进行术前“预手术”,术中按照“预手术”流程操作,获得满意结果,现将其经验作一总结分享。

3D打印技术辅助治疗背景

2005年,我院在对1例陈旧性骨盆骨折患者进行手术治疗时,术前做了全面的影像学评估和细致的术前计划,术中严格按照术前计划进行操作,但术后的影像学资料显示:骨盆畸形的纠正不理想,患者症状虽有改善,但未达到术前目的(图 1)。通过反复复习病例资料,总结原因如下:

①骨盆环的特殊结构使得医生术中很难发现真正的移位(尤其是旋转移位)程度;

②骨盆环周围的软组织对骨性结构的约束力很强,使得医生很难纠正这种移位;

③术中虽对畸形做了截骨,但经过复位和固定,常常又回到截骨前的形态。

2009年,我们对1例陈旧性骨盆伴髋臼骨折的患者采用了3D打印模型进行手术模拟,整个模型从设计截骨、复位到完成最终固定时间为2h。术中多次需要在模型上确认截骨水平、复位标记以及固定部位等,最终如愿完成了手术 (图2),且手术的每一步都是按照术前计划进行,该例患者的成功使笔者明确了对陈旧性骨盆、髋臼骨折术前计划需要有3D打印模型的要求。

陈旧性骨盆骨折的特点

陈旧性骨盆骨折存在如下 4 个特点:

①发病率越来越高:由于骨盆骨折常合并有其他危及生命的损伤,早期常以抢救生命为主,待处理骨盆骨折时,已经发展为陈旧性损伤。另外大部分骨盆骨折早期在基层医院处理,条件及技术有限,常采用保守治疗,从而使一些不稳定的骨盆骨折发展成陈旧性骨折。

②结构紊乱,畸形难以判断:骨盆环为一不规则结构,周围结构复杂,一旦骨盆环损伤,骨性结构和周围软组织均发生改变。同时,环状结构畸形愈合后,许多原始的损伤痕迹将不消失。

③手术难度很大:陈旧性骨盆骨折的手术不仅需要恢复骨盆环的畸形,更困难的是要松解、恢复软组织的再平衡;加之骨盆环周围的大量血管、神经及重要脏器,使陈旧性骨盆骨折的手术难度成倍增加。

④临床报道少,缺乏治疗经验:陈旧性骨盆骨折的文献报道很少,缺乏规范、原则性的治疗方案。

3D打印模型的必要性

采用3D打印模型有以下优点:

①对畸形判断有益:一个1:1的模型可以让我们360°直观地观看和理解畸形,在脑海里形成一个固定的畸形轮廓,这对诊断和治疗非常有帮助。

②术前计划:在3D打印模型上,可以对畸形进行截骨、复位、固定等“预手术”,可预先掌握手术会遇到的各种问题。

③术中可随时参考:术中在确定截骨部位、复位的关键标记、以及判断复位质量时都需要参照术前计划的模型。

3D打印模型用于术前计划的体会

将3D打印模型用于术前计划的体会如下:

①选择截骨部位:如图3A所示的畸形愈合的骨盆环存在半骨盆内旋、肢体短缩、不能坐等诸多功能障碍,图3所示患者至少需要3处截骨才可能纠正畸形,确定恰当的截骨部位和数量只有在模型上可以实现。

②确定截骨线方向:畸形愈合的骨盆截骨后,通常需要在截骨处延长或旋转,而骨盆环的骨通常很薄(骼骨翼) 或很细(耻坐骨支),所以一旦拉长或旋转,就会造成很大的分离,从而无法复位和固定。可以通过控制截骨线的方向使截骨面尽可能增大,在拉长和旋转后还保持有接触,从而确保稳定的固定和顺利愈合,如果没有模型,在术中是无法设计这么高要求的截骨线方向。

③确定复位顺序及复位的关键解剖标记:由于模型上“手术”没有软组织障碍,可以任意调整骨折块来获得满意的复位,而在真正手术时,骨折块的活动很有限,所以要在模型上确定获得满意复位的关键解剖标记,以便提高复位的满意率,同时减少术中判断所花费的时间,如图 4A 所示。

④确定固定要点:有些截骨部位无法用螺钉固定,有些截骨部位形状特异,要根据复位后的模型,确定在何处、如何获得稳定的固定,这对于真正的手术很有帮助 (图4B)。

⑤模型可以在术中各个步骤随时用作参考对照。手术中有3个环节需要对照模型来判断:首先是在截骨时,确定截骨部位及截骨方向;其次在复位时,根据模型判断复位的标记,确保获得理想的复位;最后是在固定时,判断内固定物的最佳位置。

3D打印技术在创伤骨科的应用前景

随着3D打印技术在创伤骨科的应用前景很广阔,对于复杂关节周围骨折、严重畸形需要截骨矫正的患者、骨缺损需要植骨的患者、特殊部位难以确定固定方法时,均可应用。

虽然3D打印模型对术前很有帮助,但是花费较高,需要高清的CT扫描数据,需要专业人员完成打印等,医师需正确把握适应证。


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